ペトリ皿と量子ネットワークにおける光チップ-ITMO MegaFaculty of Photonicsの修士号

今日は、修士課程が何を勉強し、学部の卒業生が何をするかをお話しします。双曲線プラズモンポラリトンのような象徴的な作品についても話しましょう。





ITMO大学の写真



フォトニクスメガファカルティについて一言



応用光学レーザーフォトニクスとオプトエレクトロニクスフォトニクスとオプトインフォマティクス、さらに物理学とテクノロジーの 4つの学部を統合していますここでは、光放射と光信号の処理に関連する技術を研究しています。



「情報技術が現在の産業である場合、フォトニクスは未来の産業です。世界のフォトニクス市場のボリュームは現在$ 550億ドルだが、2023年で、それは「ロシアを含め、有資格の専門家の必要性の増加を保証するおよそ$ 800億ドルに達するだろう



- ウラジスラフBugrovフォトニクスメガ学部のディレクターを


写真では、ウラジスラフ・ブグロフの

従業員、学部生、大学院生が、自然界には存在しない光学的および電磁気的性質を持つ材料を合成し、量子技術を開発しています。たとえば、2017年、メガファカルティはロシアとCISで最初の量子ネットワークを立ち上げました 。これはデータ伝送システムであり、情報はフォトンを使用して送信され、盗聴やハッカーの攻撃から確実に保護されます。 将来的には、銀行がこのテクノロジーを使用するようになります。彼らは、部門と部門の間でさらに安全な通信チャネルを受信します。特別サービスや通信会社も量子ネットワークのアプリケーションを見つけます。 初夏には、ITMOのNovy Phystechの専門家が率いるエンジニアのグループも提案しました







通常のペトリ皿で光学チップを「成長させる」方法。導波路には専門家がリン化ガリウムを、マイクロレーザーにはハロゲン化物プリモキットを選択しました。材料をペロブスカイトインク溶液のカップに入れ、光源が導波路上で成長します。次に、導波路レーザーを基板上に残し、光学チップのベースを作成します。そのようなシステムの放射範囲は、銀またはシリコンのナノ導波路を持つアナログの能力を超えています。この場合、チップエレメントのサイズは3分の1になります。



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学生は科学的研究にも携わっています。そのため、テーマ別ジャーナル(Nature Communications、Journal of Physics、ナノフォトニクスなど)での出版や、国際会議での発表が頻繁に行われます。



メガファカルティ学部の科学研究の方向性について話しましょう。



ナノフォトニクスとメタマテリアル



彼らは、ユニークな光学特性を持つ新しい材料と光学制御の方法、つまり光が物質とどのように相互作用するかを研究しています。



「最初の学期から学士号と修士号を取得した学生は、実験室で科学的な実習を行い、すぐにすべてを把握します。多くの場合、彼らはすでにはるかに優れた特定の問題に精通している、と彼らはすでに仕事の詳細を説明している-これは「素晴らしいです



- ゲオルギーZograf、ITMOの物理学と技術学部の博士課程の学生は、


彼らは理論的および実用的な研究の両方を行います-結果は世界レベルで認められています。 2015年、生徒たちは教師と協力して、新しいタイプの電磁波表面波- 双曲線プラズモンポラリトンの存在を予測しました。その後、推測は実験的に確認され、過去5年間で、これらの電磁状態はマイクロ波、赤外線、および光学の範囲で発見されました。





写真:デニロとは? / Unsplash



将来的には、光信号のキャリアになり、情報処理や伝送システムで使用できるようになります。



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写真:Oleg

Ermakov ITMO大学は、ナノフォトニクスおよびメタマテリアル研究センターの国際センター、研究機関、大学など、多数のパートナーと協力しています。



学部は、放射線物理学、光学、理論物理学の問題について週1回のオープンセミナーを開催しており、外国人およびロシアの科学者が参加しています。



学生は英語でトレーニングしながら国際的な科学インターンシップに参加し、ヨーロッパの大学の1つから二重学位を取得する機会があります。マスターは、Samsung、Bosch、Huawei、Corningなどの業界固有の大規模な光学テクノロジー企業で働くために必要なスキルを身につけます。



一部の学生は自分のプロジェクトを立ち上げることに決めました-この場合、教員がサポートを提供します。多くの卒業生は、科学の研究を継続し、ロシア、中国、アメリカ、シンガポール、オーストラリア、およびその他の国の教育機関での学術的キャリアを継続することを決定します。



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教育プログラムは、Physico-Technical Instituteと提携して設立されました。 A.F. Ioffe。この方向の学生は、フォトニック構造の理論、固体光学、メタマテリアルの電気力学、半導体ナノ構造の物理学、ならびに線形および非線形の磁気フォトニクスおよびナノプラズモニクスを研究します。



修士課程の学生は、自分の専門分野を選択できます-理論または実験物理学のコース(両方の分野のクラスに参加することは禁止されていません)理論的なトラックには、量子力学の個々のセクションの詳細な研究と、半導体物理学の数値手法が含まれます。実験トラックに関しては、半導体構造の製造技術に精通するための実験作業のサイクルが含まれています。





写真:KarstenWürth/ Unsplash



大学の生徒と教師はすでにこの分野でいくつかのプロジェクトを実施しています。 2017年、彼ら新しいアモルファスシリコンベースの太陽電池コーティング開発しました。エンジニアは、マイクロメートルサイズの液滴の形でガラス物体を浸すことにより、太陽電池の上部電極の構造を変更しました。それらは半導体層に光を集中させ、光線の反射を減らします。



「この方法により、電極の構造を形成し、文字通りそれを原子に配置することができます。非常に高品質のコーティングが形成され、良好な導電性が得られます。その結果、太陽電池の全体的な効率は20%向上します。ガラスを含むこのような電極は、アモルファスシリコンだけでなく、その他の材料にも基づく薄い太陽電池に使用できます。



- ITMOの新しい物理工学研究所の博士課程の学生、ミハイルオメリヤノビッチ氏


ナノフォトニクスとメタマテリアルと半導体物理学に加えて、私たちはフォトニクスメガファカルティに基づいた2つの物理学プログラムを持っています-LEDテクノロジーとオプトエレクトロニクスと熱物理学における情報テクノロジー。次回はそれらの詳細をお伝えします。






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